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インターネット・トリビア: インターネットは重なっている

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IIJでは広報誌「IIJ.news」を隔月で発行しています。本blogエントリは、IIJ.news連載コラム「インターネット・トリビア」を転載したものです。IIJ.newsはご希望者へ郵送でお送りしています。また、IIJ Webでも記事をご覧頂けます。

IIJ.news vol.177 もくじ

IIJ.news vol.177

  • ぷろろーぐ「眼精疲労」 / 鈴木 幸一
  • 第1特集 AI × インターネット
    • Special Interview AIの力で“ブレイクスルー”をサポートする / Preferred Networks 岡野原 大輔 氏・IIJ非常勤顧問 浅羽 登志也
    • AI（人工知能）、そしてインターネット / IIJ技術主幹 三膳 孝通
    • 「責任あるAI」を実現する Kore.ai のソリューション / Kore.ai Japan 副社長 執行役員 アジア太平洋技術統括 玉城 久頌 氏
    • 対話型AIソリューション導入に向けた取り組み / IIJ エンジニアリング 取締役 菅原 史
  • 第2特集 来て、見て、感じて、理解するIIJ Touch & Experience College
    • 体験型プログラム IIJ Touch&Experience College
    • 三菱UFJ銀行さま 体験レポート「百聞は一見に如かず」 / 協力：株式会社三菱UFJ銀行　システム企画部 DX推進グループ
    • 体感型プログラムに最適なデモルームの構築と運用 / IIJ サービスプロダクト推進本部 営業推進部長 井ノ川 俊次
  • デジタル革命の海へ : 個別化の時代 / 谷脇 康彦
  • 人と空気とインターネット: 発見的な推論方法 / 浅羽 登志也
  • インターネット・トリビア: インターネットは重なっている / 堂前 清隆 ※この記事で掲載
  • グローバル・トレンド: 活気あふれる上海 / 田中 雄也
  • パラアスリート 笹島貴明のROAD to PARIS: 東京五輪延期で宙に浮く出場権 / 笹島 貴明

それぞれの記事はWeb版 IIJ.newsでお読み頂けます。

インターネット・トリビア: インターネットは重なっている

インターネットの話をしていると頻繁に「レイヤ」という言葉が出てきます。通信の世界では、必要な機能をいくつかに分けて、それぞれ仕様や通信手順（プロトコル）を決めるということをよく行ないます。通信を伝えるための電線や光ファイバの仕様があり、それを使って基本的な通信機能を提供するプロトコルがあり、その機能を利用してTV会議のような複雑な機能を実現するといった具合に、基本的なところから順番に仕様や手順が積み重なっていくため、それぞれを「層（レイヤ）」と呼んでいるのです。

こうした層は「レイヤ○」と数字を付けて区別されます。インターネットではレイヤ1および2、3、4、7という4階層に分けられています。「レイヤ3スイッチ（L3SW）」や「レイヤ7ロードバランサ（L7LB）」など、レイヤ番号を付けて機器や機能を表現することも一般的です。

ところで、この4階層モデルでは、レイヤ1と2が1つの階層にまとめられていたり、レイヤ5とレイヤ6が登場しないなど、奇妙なことになっています。なぜそうなっているのでしょうか？

レイヤ1からレイヤ7までの区分は、1970年代末に検討された「OSI参照モデル」で用いられました。これは、1980年代に検討された「OSI （Open Systems Interconnection）」と呼ばれるネットワークシステムのために考えられたモデルです。OSIは「コンピュータネットワークの世界標準仕様」として使われることを想定して、当時のITU-T（国連の下部組織である電気通信連合）や、ISO（国際標準化機構）の主導で検討されました。しかし、OSIは普及せず、ごく一部を除いて、ほぼ利用されませんでした。

インターネットはOSIとはまったく別に開発されたシステムであるため、OSIに規定されたレイヤの概念とはぴったり一致しないのですが、慣例的にインターネットのプロトコルもOSI参照モデルに当てはめて論じられています。このため、レイヤ番号とインターネットの階層構造とは、今ひとつ整合しないのです。

さて、これらのレイヤには物理的なところに近いレイヤから順に数字が振られています。ケーブルやコネクタの仕様がレイヤ1、WEBサーバへのアクセスやテレビ会議のための通信手順がレイヤ7といった順番です。

教科書的なネットワークではレイヤ1、2、3、4、7と順番に積み重なるのですが、実際のインターネットではそうならないこともしばしばです。例えば、インターネットを経由するVPNでは、レイヤ1、2、3、と積み重なった上にもう一度レイヤ2、3が重なり、その上にレイヤ4、7と積み重なる場合があります。VPNでは一般に、暗号化とともにインターネットから通信を隔離する「トンネル化」が行なわれます。先ほどの例では、まずレイヤ1、2、3を使って通信が行なわれ、このレイヤ3の部分で暗号化が行なわれます。そしてレイヤ3の上に改めてレイヤ2を作ることで、インターネットのなかにあたかもインターネットとは隔離された、別のネットワークを作っているのです。

VPNを利用するだけであればこうしたレイヤの構造を気にする必要はありませんが、VPNを含むネットワークを設計したり、トラブルシュートの際には、実際にどのようにレイヤが重なっているのかを理解しておく必要があります。

ところで、ネットワーク業界ではレイヤに絡んだ定番のジョークとして「レイヤ8」があります。OSI参照モデルで定義されたレイヤのさらに上位に存在する層、例えば、人間関係やお金といった存在を指すネタです。レイヤ8は技術力だけではどうにもならないことが多く、多くのエンジニアが頭を悩ませています。